大數(shù)據(jù)助力交通行業(yè)進(jìn)入4.0時(shí)代

日前，2017年中國“云上貴州”智慧交通大數(shù)據(jù)創(chuàng)新大賽在貴陽收關(guān)，535個(gè)項(xiàng)目經(jīng)過激烈角逐，16個(gè)項(xiàng)目最終站上領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。從交通領(lǐng)域看，這些項(xiàng)目涉及公交線路優(yōu)化、“綠通車”、出行行為預(yù)測、交通工程大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域；從大數(shù)據(jù)角度著眼，物聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)等大數(shù)據(jù)力量在交通全領(lǐng)域、全維度的滲透應(yīng)用。16個(gè)參賽團(tuán)隊(duì)，直擊交通行業(yè)痛點(diǎn)，描畫智慧交通藍(lán)圖，分享175萬的獎(jiǎng)金。

“透過大賽可以看出，目前交通行業(yè)已經(jīng)開始利用海量數(shù)據(jù)創(chuàng)造價(jià)值，這意味著交通行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)入4.0時(shí)代?！鄙虾＝煌ù髮W(xué)智能交通與無人機(jī)應(yīng)用研究中心教授、長江學(xué)者彭仲仁告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。

“大賽旨在釋放大數(shù)據(jù)的力量，升級(jí)智慧交通格局”， 大賽組織方，貴州省交通廳科技處處長康厚榮向記者表示，“通過大數(shù)據(jù)挖掘歷史、把握現(xiàn)在、預(yù)測未來，創(chuàng)造了一個(gè)四維的智慧交通新圖景?！?

挖掘歷史，大數(shù)據(jù)讓高速公路更易管理

2016年6月云南警方，利用基于高速公路收費(fèi)大數(shù)據(jù)的營運(yùn)稽查系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)穿線，破獲了一起篡改通行卡入口信息偷逃費(fèi)大案，打掉制卡團(tuán)伙4個(gè)，涉案車輛1652輛，涉案金額2250萬。

“早在2015年，云南省出入口日車流量就已經(jīng)超過160萬，傳統(tǒng)稽查早已力不從心” ，參賽選手孫秀珍表示，“于是我們設(shè)計(jì)了一個(gè)新的基于大數(shù)據(jù)的高速運(yùn)營稽查系統(tǒng)?！?

該系統(tǒng)通過流處理、Hadoop分布式并行數(shù)據(jù)處理、內(nèi)存計(jì)算等先進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù)，整合了高速的全維度數(shù)據(jù)，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對偷逃費(fèi)車輛精準(zhǔn)畫像，訓(xùn)練優(yōu)化出30余種偷逃費(fèi)模型。

“沒想到系統(tǒng)剛剛投入使用就發(fā)現(xiàn)了，高速通信卡編號(hào)、時(shí)間不匹配的問題于是我們通過歷史數(shù)據(jù)的回溯，挖出了這起大案?！?孫秀珍表示。

除了能穿越破大案，大賽的項(xiàng)目還解決了“綠通車”逃費(fèi)問題?！熬G色通道”是國家采取的一項(xiàng)免收農(nóng)副產(chǎn)品運(yùn)輸車輛過路費(fèi)的政策。但是有一部分人卻在農(nóng)副產(chǎn)品中混裝其它貨物逃避過路費(fèi)。

“稽查‘綠通車’不僅耗費(fèi)大量的人力物力，還會(huì)造成收費(fèi)站專用道路擁堵，通行能力降低，導(dǎo)致蔬菜等生鮮變質(zhì)，如果不稽查又面臨海量的高速收費(fèi)流失?！辟F州省高速公路集團(tuán)楊瑩告訴記者。

本次大賽參賽項(xiàng)目高速公路綠色通道“空中查驗(yàn)”誠信管理平臺(tái)用歷史回溯的方式讓收費(fèi)站工作人員全維度了解“綠通車”運(yùn)行歷史，試圖解決該問題。

綠通車司機(jī)需要下載一個(gè)具有防偽拍照技術(shù)專用的APP，按要求記錄車輛的裝載貨物的場景，APP將自動(dòng)記錄和識(shí)別裝貨時(shí)間、行駛路徑、貨品類別等多維數(shù)據(jù)；在車輛到達(dá)收費(fèi)站時(shí)，收費(fèi)站工作人員將結(jié)合該車輛歷史畫像利用大數(shù)據(jù)技術(shù)空中查驗(yàn)“綠通車”，精準(zhǔn)感知車輛類型，快速放行真正“綠通車輛”。

把握現(xiàn)在，大數(shù)據(jù)讓事故監(jiān)測實(shí)時(shí)準(zhǔn)確

在2014年3月，兩輛甲醇運(yùn)輸車輛在晉濟(jì)高速山西晉城巖后隧道追尾，并引發(fā)連環(huán)事故，造成40人死亡、12人受傷。

“從事故發(fā)生到事故發(fā)現(xiàn)我們整整花費(fèi)了20分鐘，如果我們能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)事故、準(zhǔn)確掌握隧道中的人車情況就可能制定出合理的解決方案，2014年的悲劇就不會(huì)那么慘痛?！眳①愡x手呂超說，“我們參賽項(xiàng)目‘慧眼識(shí)交通’就是在這次事故后研發(fā)的?！?

呂超與團(tuán)隊(duì)一起，研發(fā)了一套深度學(xué)習(xí)算法及多任務(wù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，系統(tǒng)只需4個(gè)月的訓(xùn)練，就可以秒級(jí)報(bào)警隧道交通事故、交通違章、擁堵等異常事件，確認(rèn)異常事件地點(diǎn)、車型、隧道行人等情況，識(shí)別準(zhǔn)確率高達(dá)99.6%。

“‘慧眼識(shí)交通’已經(jīng)達(dá)到了全國乃至世界領(lǐng)先水平” 呂超說，“有了‘慧眼識(shí)交通’高速檢測員將秒級(jí)監(jiān)控隧道狀況，實(shí)時(shí)反應(yīng)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并定位事故。”

另一個(gè)參賽項(xiàng)目“慧眼達(dá)”與“慧眼識(shí)交通”同是利用視頻數(shù)據(jù)的高速公路異常事件監(jiān)測平臺(tái)，但是“慧眼達(dá)”更擅長全路網(wǎng)、全場景的實(shí)時(shí)監(jiān)測。

據(jù)介紹，“慧眼達(dá)”利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)和熵值突變模型對各路網(wǎng)運(yùn)行態(tài)勢進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)測、異常事件進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別和實(shí)時(shí)報(bào)警。哪怕在極端環(huán)境下、公路攝像頭盲區(qū)，也可以通過自適應(yīng)場景切換的目標(biāo)識(shí)別技術(shù)和路網(wǎng)運(yùn)行間接預(yù)測模型實(shí)現(xiàn)路運(yùn)行態(tài)勢實(shí)時(shí)監(jiān)測。

預(yù)測未來，大數(shù)據(jù)讓城軌輕松調(diào)度

廣州地鐵的城軌調(diào)度員可能是天下最幸福的調(diào)度員，因?yàn)樗麄兛梢浴翱吹健蔽磥怼?

城軌調(diào)度員利用‘城軌客流多維智能預(yù)測平臺(tái)’的可視化屏幕可以輕松看到未來5分鐘、10分鐘、1小時(shí)乃至1周、1個(gè)月的每個(gè)地鐵口的進(jìn)出站量、站間客流分布、客流和換乘量，哪怕遇見節(jié)假日、極端天氣、新地鐵線運(yùn)行也絲毫不形象準(zhǔn)確度。這城軌調(diào)度員更合理、更輕松的調(diào)度城軌運(yùn)行。

“能做到跑的比時(shí)間快，是因?yàn)槲覀內(nèi)诤戏治隽撕Ａ繗v史數(shù)據(jù)?！眳①愡x手，“城軌客流多維智能預(yù)測平臺(tái)”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人郇寧表示，“我們將城軌刷卡數(shù)據(jù)、城軌運(yùn)行數(shù)據(jù)、出行行為數(shù)據(jù)，POI數(shù)據(jù)、換乘數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)集合起來，建立了9種預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)了對城軌客流進(jìn)行多粒度、多場景、多指標(biāo)的精確預(yù)測。”

除了預(yù)測平臺(tái)，新的預(yù)測算法也頻繁出現(xiàn)在本次大賽中。

非常態(tài)路網(wǎng)流預(yù)測算法研究項(xiàng)目設(shè)計(jì)了一種新的流量預(yù)測算法，這種算法基于相同屬性下非常態(tài)交通流量變化呈現(xiàn)趨勢高度重復(fù)的特性將路網(wǎng)流量分解為反映數(shù)據(jù)趨勢的基準(zhǔn)和反映數(shù)據(jù)相對于基準(zhǔn)序列的偏離兩部分，基于相似模式分別預(yù)測，之后疊加。經(jīng)過驗(yàn)證，它與傳統(tǒng)算法相比準(zhǔn)確率提高了3-5%。

“本次大賽是中國智慧交通發(fā)展的一面鏡子，在這面鏡子里，有中國交通的未來?！辟F州師范大學(xué)副校長謝曉堯表示。